砧木斷根對西瓜嫁接苗生長和光合特性的影響

摘""" 要：為探究砧木斷根對西瓜嫁接苗生長和光合特性的影響，以西瓜品種早佳（8424）為接穗，南瓜品種砧壯為砧木，采用單子葉貼接法嫁接，設(shè)置砧木不斷根（CK）和砧木斷根（DRC）2個(gè)處理進(jìn)行研究。結(jié)果表明，與CK相比，砧木斷根使西瓜嫁接苗株高降低，莖葉干質(zhì)量、葉柄長和葉面積均表現(xiàn)為先低于對照、后高于對照的趨勢，在嫁接后24 d，砧木斷根處理的西瓜嫁接苗的葉柄長、第1片真葉葉面積、第2片真葉葉面積和莖葉干質(zhì)量分別比對照增大了11.40%、33.34%、11.46%和25.02%。與CK相比，砧木斷根使西瓜嫁接苗的葉片凈光合速率、胞間二氧化碳濃度、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度顯著增大；光合產(chǎn)物可溶性糖和淀粉含量都在嫁接后18 d顯著升高。由此可見，斷根嫁接苗對西瓜嫁接苗后期的生長和光合能力的提高有促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：西瓜；斷根嫁接；光合特性；生長

中圖分類號：S651""""""""""""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A""""""""""" 文章編號：1673-2871（2024）11-095-06

收稿日期：2024-02-28；修回日期：2024-06-04

基金項(xiàng)目：湖北省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2023BBB033）；武漢市知識創(chuàng)新專項(xiàng)曙光項(xiàng)目（2022020801020418）

作者簡介：劉""" 柯，男，在讀碩士研究生，主要從事蔬菜集約化育苗技術(shù)研究。E-mail：3361354893@qq.com

通信作者：施先鋒，男，高級農(nóng)藝師，主要從事蔬菜集約化育苗技術(shù)研究。E-mail：821648773@qq.com

西瓜是重要的經(jīng)濟(jì)作物，在世界水果生產(chǎn)和消費(fèi)中占有重要地位。我國是世界第一大西瓜生產(chǎn)國，產(chǎn)量居世界第一位[1]。嫁接可以克服植株連作障礙、增強(qiáng)抗病性和抗逆性、改善果實(shí)品質(zhì)等，廣泛應(yīng)用于西瓜生產(chǎn)[2-3]。單子葉貼接法因操作簡單、適合機(jī)械化操作、嫁接后萌蘗率低而越來越受到關(guān)注[4-6]。

雙斷根嫁接法是在常規(guī)嫁接的基礎(chǔ)上去掉砧木原有根系，在嫁接口愈合過程中砧木產(chǎn)生新根系的一種嫁接方式。研究表明，與傳統(tǒng)的嫁接相比，斷根嫁接具有更高的成活率，傷口愈合所需時(shí)間更短[7]。斷根嫁接還可以預(yù)防徒長，提高嫁接苗的壯苗指數(shù)，提高嫁接后作物的活力和產(chǎn)量[8-12]。但是，斷根嫁接對嫁接苗生理影響的研究報(bào)道較少。

光合作用對植物生長至關(guān)重要，與植物的能量吸收固定、物質(zhì)分配轉(zhuǎn)化和糖類循環(huán)等代謝過程密切相關(guān)，是植物體內(nèi)物質(zhì)代謝和能量代謝的基礎(chǔ)。有研究表明，嫁接可以提高植株光合參數(shù)和光合作用水平[13-14]，通過增強(qiáng)光合作用和抗氧化防御能力來提高番茄耐鹽性、苦瓜耐熱性等抗逆性[15-19]。筆者以西瓜嫁接苗為研究對象，分析砧木斷根嫁接苗和砧木不斷根嫁接苗生長及光合特性的變化，為西瓜雙斷根貼接苗后期的生產(chǎn)管理奠定基礎(chǔ)，為機(jī)械化嫁接技術(shù)的推廣提供支持。

1 材料與方法

1.1 材料

供試西瓜接穗品種為早佳（8424），購于新疆明鑫科鴻農(nóng)業(yè)科技有限責(zé)任公司；供試南瓜砧木品種為砧壯，購于京研益農(nóng)（壽光）種業(yè)科技有限公司。塑料穴盤購于臺(tái)州隆基塑業(yè)有限公司，規(guī)格為72孔（54 cm×28 cm×4.3 cm）和98孔（54 cm×28 cm×4.4 cm）。

1.2 設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2022年8月至2023年3月在武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院作物研究所種苗研究室的人工氣候室進(jìn)行。采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，設(shè)置2個(gè)處理，以砧木斷根（DRC）為處理，砧木不斷根（CK）作為對照，采用單子葉貼接法進(jìn)行嫁接，3次重復(fù)。

挑選籽粒飽滿、大小均勻一致的接穗和砧木種子，用62.5 g·L-1精甲·咯菌腈（亮盾）懸浮種衣劑包衣后分別直播于填充有混合基質(zhì)的98孔和72孔穴盤中，播種深度1.5 cm。播種后覆蓋一層薄膜，置于催芽室30 ℃催芽48～72 h，待種子拱土?xí)r移入人工氣候室?；旌匣|(zhì)為V草炭∶V珍珠巖=3∶1，加入30%惡霉靈1000倍液和58%甲霜?錳鋅600倍液的混合液進(jìn)行消毒處理。人工氣候室環(huán)境條件為：溫度28 ℃/18 ℃（晝/夜），光周期分別為12 h，光照度125 μmol·m-2·s-1，空氣相對濕度60%～80%。每隔3 d澆1次100 mg·L-1的水溶肥（20-10-20 NPK水溶肥），砧木第1片真葉長至硬幣大小時(shí)進(jìn)行嫁接（播種后10 d）。

嫁接后，砧木斷根嫁接苗再扦插到72孔穴盤中，然后將嫁接苗放置到愈合層架上，覆蓋一層薄膜。愈合期管理為：溫度28 ℃/18 ℃（晝/夜），光周期12 h，光照度55 μmol·m-2·s-1，空氣相對濕度60%～80%。嫁接后4 d開始揭膜，根據(jù)嫁接苗是否萎蔫調(diào)整揭膜時(shí)間，完全揭膜后調(diào)整光照度為125 μmol·m-2·s-1。

1.3 測定指標(biāo)

嫁接后12、18和24 d，每處理取15株，3次重復(fù)。用直尺測定嫁接苗株高（子葉節(jié)到生長點(diǎn)）和第一葉柄長，用游標(biāo)卡尺測定嫁接苗莖粗（接穗子葉節(jié)處），用葉面積掃描儀測定第一、第二葉位的葉面積，用剪刀剪取接穗子葉節(jié)以上部位，使用電子天平測定鮮質(zhì)量后，將樣品放入烘箱，105 ℃殺青30 min后，80 ℃烘干至恒質(zhì)量，測定干質(zhì)量。嫁接后12、18和24 d，每個(gè)處理取12株，3次重復(fù)。使用Li-6400XT光合儀，參考王象[20]的方法測定嫁接苗植株葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率。可溶性糖和淀粉含量的測定參照DONG等[21]的方法，每個(gè)處理取15株，3次重復(fù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2019對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理并作圖，采用SAS 9.4軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 砧木斷根對嫁接苗生長狀況的影響

由圖1和表1可知，隨著嫁接時(shí)間的延長，不同處理的西瓜嫁接苗的葉柄長、株高、莖粗、葉面積、莖葉干質(zhì)量逐漸增加，但變化幅度不同。與不斷根（CK）處理相比，斷根處理的嫁接苗的株高在嫁接后12、18和24 d均顯著降低，株高分別比對照降低了34.42%、54.57%和61.72%。

斷根嫁接苗的莖葉干質(zhì)量、葉柄長和葉面積均表現(xiàn)為先低于對照、后高于對照的趨勢，與對照相比，斷根嫁接苗的莖葉干質(zhì)量在嫁接后12和18 d均顯著降低，分別比對照減少30.71%和10.22%，在嫁接后24 d顯著高于對照，比對照增加25.02%。與對照相比，斷根嫁接苗的葉柄長和葉面積在嫁接后12 d顯著降低，分別比對照減少17.89%和12.79%；斷根嫁接苗的葉柄長和葉面積在嫁接后18和24 d均顯著高于對照，嫁接后18 d，斷根嫁接苗的葉柄長、第1片葉面積和第2片葉面積分別比對照增加了10.32%、30.89%和41.55%，嫁接后24 d，斷根嫁接苗的葉柄長、第1片葉面積和第2片葉面積分別比對照增加了11.40%、33.34%和11.46%。與對照相比，斷根嫁接苗的莖粗在嫁接后12 d顯著降低11.99%，在嫁接后18和24 d與對照無顯著差異。

2.2 砧木斷根對嫁接苗葉片光合參數(shù)的影響

從圖2可以看出，與CK相比，DRC處理對葉片的凈光合速率、胞間二氧化碳濃度、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度有著顯著影響。隨著嫁接時(shí)間的延長，嫁接苗葉片的凈光合速率、胞間二氧化碳濃度、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度呈下降趨勢。相比于對照，DRC處理的嫁接苗葉片的凈光合速率、胞間二氧化碳濃度、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度均顯著提高。在嫁接后12、18和24 d，DRC處理的嫁接苗葉片的凈光合速率分別比CK提高了6.19%、9.32%和94.80%，蒸騰速率分別比CK提高了57.54%、44.62%和92.73%，胞間二氧化碳濃度分別比CK提高了36.91%、47.30%和35.34%，氣孔導(dǎo)度分別比CK提高了83.34%、60.57%和106.49%。

2.3 砧木斷根對葉片可溶性糖和淀粉含量的影響

可溶性糖和淀粉是植物光合作用的主要產(chǎn)物，砧木斷根處理對嫁接苗光合產(chǎn)物積累的影響如圖3所示。隨著時(shí)間的推移，DRC處理的嫁接苗葉片可溶性糖含量和淀粉含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。在嫁接后18 d，DRC處理葉片的可溶性糖、淀粉含量均顯著高于CK，分別比CK增加了50.87%、48.09%。

3 討論與結(jié)論

嫁接作為防控蔬菜作物土傳病害的一種實(shí)用技術(shù)已在西瓜、甜瓜、黃瓜、冬瓜等瓜類蔬菜中廣泛應(yīng)用[22-25]。高品質(zhì)的秧苗是嫁接苗生產(chǎn)企業(yè)和種植戶的共同追求。秧苗品質(zhì)受嫁接方法、親和性、砧木和接穗品質(zhì)、嫁接后管理等影響[26-28]。劉葉瓊等[8]研究表明，在嫁接后28 d，西瓜雙斷根嫁接苗的株高、莖粗和最大葉面積均高于頂插接和劈接。劉明等[29]研究表明，在1葉1心期，插接的甜瓜嫁接苗有明顯的生長優(yōu)勢，而在3葉1心期，斷根的甜瓜嫁接苗的壯苗指數(shù)更高。汪炳良等[30]研究表明，雙斷根嫁接苗綜合素質(zhì)優(yōu)于插接苗和貼接苗。本試驗(yàn)結(jié)果也表明，砧木斷根處理（DRC）的西瓜嫁接苗后期葉柄長、葉面積和莖葉干質(zhì)量均顯著大于對照（CK）。而砧木斷根處理的西瓜嫁接苗前期長勢較弱，葉柄長、葉面積和莖葉干質(zhì)量均顯著小于對照，這可能是由于斷根嫁接去掉砧木原有的根系，根量減少導(dǎo)致前期的養(yǎng)分吸收量減少、干物質(zhì)積累減少[29]。

凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率和胞間二氧化碳濃度是衡量植物光合作用能力最直觀和重要的生理參數(shù)[31]，反映了植株光合作用的內(nèi)在生理代謝過程和特征。凈光合速率代表植物積累有機(jī)物的量；胞間二氧化碳濃度是植株進(jìn)行光合作用的限制因素之一；蒸騰速率能夠體現(xiàn)植株代謝的強(qiáng)弱；氣孔導(dǎo)度限制了葉肉細(xì)胞和空氣中CO2氣體的交換[32]。根系的變化影響植物的光合作用，胡晨曦等[33]研究表明，嫁接提高了西瓜幼苗葉片凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度。時(shí)丕彪等[34]研究表明，嫁接可以提高西瓜幼苗葉片的葉綠素含量。方發(fā)之等[35]研究表明，斷根能夠提高坡壘大苗植株葉片的氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率和胞間二氧化碳濃度。本試驗(yàn)結(jié)果表明，與對照相比，砧木斷根處理的西瓜嫁接苗葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率和胞間二氧化碳濃度等光合指標(biāo)都顯著提高。這可能與砧木斷根后根系活力增強(qiáng)、養(yǎng)分吸收增加和光合色素含量升高有關(guān)。例如，氮是葉綠素的重要組成成分[36]，斷根嫁接苗根系對NH4+、NO4+的吸收親和力均高于頂插接[37]。但具體砧木斷根后嫁接苗葉片和根系的養(yǎng)分含量如何變化仍需進(jìn)一步研究。可溶性糖和淀粉是植物進(jìn)行光合作用的主要非結(jié)構(gòu)性碳水化合物產(chǎn)物[38]，本研究結(jié)果表明，與對照相比，西瓜砧木斷根嫁接苗嫁接后18 d可溶性糖和淀粉含量都顯著提高，進(jìn)一步說明斷根促進(jìn)了西瓜嫁接苗的光合作用。

砧木斷根西瓜嫁接苗前期的長勢較弱，葉柄長、葉面積和莖葉干質(zhì)量均小于對照，但砧木斷根促進(jìn)了植物的光合作用，西瓜嫁接苗后期葉柄長、葉面積和莖葉干質(zhì)量顯著高于對照。

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DOI：10.16861/j.cnki.zggc.2024.0125

Effects of root-pruning splice grafting on the growth and photosynthetic characteristics of watermelon grafting seedlings

LIU Ke1， 2， LIANG Huan1， GE Mihong1， ZHU Juhong1， LI Aicheng1， WANG Dehuan1， ZHANG Zhaoyang1， ZHOU Mobing1， HU Jiangyong1， SHI Xianfeng1

（1. Crop Research Institute of Wuhan Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430345， Hubei， China; 2. Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070， Hubei， China）

Abstract： In order to investigate the effects of root-pruning splice grafting on the growth and photosynthetic characteristics of watermelon grafted seedlings， the watermelon variety Zaojia（8424）was used as scion and the pumpkin variety Zhenzhuang was used as rootstock. The difference between the root-pruning splice grafting （DRC）and common root intact splice grafting（CK）was studied. The results indicated that the DRC grafting method improved the growth of watermelon seedling at the late stage after grafting. Compared with CK， the length of leaf petiole， the area of first true leaf， the area of second true leaf and the shoot dry mass were increased 11.40%， 33.34%， 11.46% and 25.02% at 24 days after grating， respectively. The net photosynthetic rate， intercellular carbon dioxide concentration， transpiration rateand stomatal conductance of leaves were significantly increased after grafting. The soluble sugar and starch content of photosynthetic products increased significantly at 18 days after grating. It can be seen that root-pruning splice grafting can promote the growth and photosynthesis of watermelon grafted seedlings.

Key words： Watermelon; Root-pruning splice grafting; Photosynthetic characteristic; Growth